NHIEM VỤ KHOA HỌC VA CÔNG NGHỆ CAP DHQGHN
11.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam liên quan đên nhiệm vụ
Thông tin chung về cây sâm Việt Nam Panax vietnamensis
Sâm Việt Nam Panax vietnamensis gồm các giỗng sâm Ngọc Linh (P. vietnamensis var
vietnamensis), sâm Lai Châu (P. vietnamensis var fuscidiscus), sâm Lang Bian (P.
vietnamensis var langbianensis) va sam Puxailaileng (Panax sp.) 6 Nghé An (Nguyén Tap, 2005; Đỗ Thị Hà và cs. 2018). Hiện nay các loài sâm bản địa đang bị khai thác quá mức, cần được bảo tổn, đặc biệt là sâm Ngọc Linh (tự nhiên) được xêp vào danh mục
nhóm IA, sâm Lai Châu và sâm Lang Bian thuộc danh mục nhóm HA các loài thực vật
nguy cấp quý hiếm (Nghị định 84/2021 ngày 22/9/2021).
Sâm Ngọc Linh mọc tự nhiên ở vùng rừng nguyên sinh trên núi Ngọc Linh (thuộc hai tỉnh Quảng Nam và Kon Tum). Sâm Ngọc Linh có tổng hàm lượng saponin ~10.82%, cao gấp 2-3 lần so với nhiều loài nhân sâm khác, như sâm Mỹ (4.87%), tam thất (3.83%).
Cho tới nay, các nhà khoa học đã phát hiện được 52 loại saponin ở sâm Ngọc Linh (so với sâm Hàn Quốc có 26 loại saponin), trong đó nhiều loại là các hoạt chất mới. Các thành phần dược liệu chính ở sâm Ngọc Linh gồm ginsenoside (GRbl, GRB2, GRd, GRe,
GRgl), majonosid (MRI, MR2), notoginsenosid (N 1), vinaginsenosid (VRI, VR2, VRI11), và các thành phần acid amin, các nguyên tố vi lượng, hợp chất sterol, glucid (Nguyên Thượng Dong, 2007).
Sâm Lai Châu cũng là một giống sâm ban địa P. vietnamensis mới được công bố gan đây, có địa điểm phân bé tự nhiên ở Lai Châu (Phan Kế Long và cs., 2013). Sâm Lai
Châu có giá trị dược liệu được đánh giá là trong đương với sâm Ngọc Linh, có nhiều tiềm
năng dé phat trién tréng va ché bién thanh hang hóa phục vụ nhu câu trong nước và xuất
khâu (Đỗ Thị Hà và cs., 2018). Tuy nhiên cho đến nay các nghiên cứu về giống sâm này còn chưa nhiều. Mới đây. Phạm Quang Tuyến và es. (2022) đã thực hiện đề tài nghiên cứu
xây dựng quy trình nhân giông và trông cây sam Lai Châu (Mã so để ta: 17029, 2020).
Nhóm tác giá cũng đã phân lập và xác định cầu trúc 06 saponin đặc trưng từ thân rễ Sâm Lai Châu, là các saponin triterpenoid có câu trúc hóa học đặc trưng cho chi Panax.
Nghiên cứu về bệnh hại do vi sinh vật gây ra ở sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu
Năm 2015, Chính phủ đã phê duyệt đề án phát triển cây sâm đến năm 2030 nhằm mở rộng
diện tích canh tác cây sâm lên 30.000 ha chỉ Tiêng tai tỉnh Quảng Nam. Theo nghiên cứu
do Viện Dược liệu (NIMM) công bó, việc trồng đại trà cây sâm thường kèm theo một số
bệnh do vi sinh vật gây ra (Phan Thúy Hiền và cs., 2016: Nguyễn Minh Khởi và cs., 2018). Các bệnh thường gặp đã được nghiên cứu trên cây sâm Ngọc Linh bao gồm bệnh gi sắt, đốm lá (do nam Puccinia sp. và Alternaria sp. gây ra), thối cổ rễ (do nắm Rhizoctonia solani), thối chân (do vi khuân Erwinia sp. va Pseudomonas sp.), và các bệnh do tuyến trùng, virus và phytoplasma gây ra (Nguyễn Minh Khởi và cs., 2018).
Gần đây, Viện Bảo vệ thực vật đã công bố kết quả điều tra thành phần sâu bệnh hai
trên cây sâm Ngọc Linh canh tác tại tinh Kon Tum và xác định 4 loại bệnh hại do vi sinh
vật bao gồm bệnh chết rạp cây con, bệnh thán thư, bệnh gỉ sắt và bệnh thối củ. Các tác
nhân gây bệnh chủ yêu là nắm, như (i) Phoma gloremata gây bệnh chết rạp cây con (gây
hại nhiều nhất trên cây sâm Ngoc Linh trong giai đoạn vườn ươm từ khi hạt nay mam đến
khi trồng ra vườn sản xuất), (ii) Colletotrichum acutatum gây bệnh than thu (gay hai chu
yếu trong giai đoạn cây trưởng thành và thường gặp trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 8), và (iii) Pucinia sp. gây bệnh gi sắt (ở giai đoạn cây con và cây ngoài sản xuất) (Trịnh Bá Hoạt và cs., 2020).
11
Đối với sâm Lai Châu, hau như chưa có nghiên cứu về các bệnh hại và tác nhân
gây bệnh, mặc dù việc di thực và phát triển canh tác giông sâm này ở điều kiện trang trại
đang được quan tâm nhằm giúp cải thiện kinh tế cho người dan vùng núi phía Bắc.
Nghiên cứu về kiểm soát bệnh hại do vi sinh vật gây ra trên cây sâm Việt Nam
Hiện nay, các loại thuốc kháng nắm phô. rộng thường được sử dụng dé phòng trị bệnh trên cây sâm, ví dụ như nhóm thuốc gốc đồng (hoạt chất Champion 77WP, Kocide 61DF),
nhóm thuốc gốc dicarboxin (hoạt chất Rovral S0BHN) (Duong Tấn Nhựt, 2014). Tuy
nhiên, việc sử dụng các loại thuốc hoá học có tiềm ẩn nhiều TỦI TO đối với chất lượng nguồn dược liệu quý và gây ra các tác động không mong muốn lên con người và môi trường sinh thái.
Nghiên cứu tìm kiếm các chủng vi sinh vật có hoạt tính đối kháng với tác nhân gây bệnh trên cây sâm đã được quan tâm thực hiện trong những năm gân đây để phát triển các biện pháp kiểm soát sinh học. Trương Thị Chiên và cs.(2019) thực hiện sảng lọc 65 chủng vi khuẩn phân lập từ đất trồng sâm ở Nam Trà My về tính đối kháng với chủng Erwinia carotovora (thường gây bệnh thối nhữn ở cây trồng) và đã xác định được 8 chủng có khả năng ức chế sinh trưởng của chủng gây bệnh, nổi bật là chủng Bacillus
amyloliquidefaciens K29 cho vòng đối kháng lên tới 27 mm (Trương Thị Chiên và cs.,
2019). Trong một nghiên cứu khác về xạ khuân kháng bệnh, hai chủng Streptomyces sp.
X12 và NL2 phân lập từ cây sâm Ngọc Linh được báo cáo có khả năng kháng một số loại nam Aspergilus fumigatus, Fusarium solani... gây bệnh trên cây sâm Ngọc Linh (Trần Thị
Hoa và cs., 2020). Gan đây Lê Xuân Vị va cs. (2021) đã công bố chủng vi khuẩn Bacillus subtilis va nam Tr ichoderma sp. phan lập từ vùng trồng sâm tại Quảng Nam có tiềm năng
trong ứng dụng phát triển chế phẩm sinh học phòng trừ các bệnh hại thường gặp trên cây
sâm Ngọc Linh như bệnh chết rạp cây con (do Phoma gloremaia) và bệnh thán thư (do
Colletotrichum acutatumy.
Các nghiên cứu trong nước đã bước đâu cung cap thông tin vẻ bệnh hại do VSV gây ra trên cây sâm Ngọc Linh và đề xuất một số chung VSV đối kháng. Tuy nhiên các kết quả thu
được chưa đáp ứng đầu vào cho nghiên cứu phát triển các chế phẩm sinh học phòng trị bệnh cho cây sâm do (i) thiếu chủng kiểm định chuẩn va (ii) quy mô sang lọc còn hạn chế. Bên cạnh sâm Ngọc Linh, sâm Lai Châu cũng là đối tượng có tiềm năng phát triển kinh tế cao nhưng hau như chưa được quan tâm nghiên cứu.
11.2. Định hướng nội dung cần nghiên cứu của nhiệm vụ, luận giải về sw cần thiết,
tính cấp bách, ý nghĩa lý luận và thực tiễn
ˆ điên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, phân tích những công trình nghiên cứu có liên quan, những kết quả mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu, can nêu
rõ những vấn đề còn ton tai, từ đó nêu được muc tiễu nghiên cứu và hướng giải quyết moi,
những nội dung cân thực hiện — trả lời câu hỏi nhiệm vụ nghiên cứu giải quyết van đề gì, những thuận lợi khó khăn can giải quyết).
Có thể thấy hiểu biết về bệnh hại và các tác nhân gây bệnh trên hai giống sâm quý của Việt Nam là sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu còn chưa day du. Céng tac sang loc tim
kiếm nguồn nguyên liệu có hoạt tính đối kháng trong nhiều nghiên cứu mới sử dụng các đối tượng gây bệnh chung ở thực vật, không đặc thù ở cây sâm, đặc biệt là cây sâm Ngọc
Linh và sâm Lai Châu. Dé hướng tới phat trién các san pham sinh hoc kiém soat cac loai
bệnh hai do VSV trên cây sâm, một số điểm nổi bật cần được tập trung làm rõ gồm:
- Bénh hại và tác nhân gây bệnh: đối với sâm Ngọc Linh, nghiên cứu bước đầu về một
125
số bệnh hai do vi sinh vật đã được thực hiện, tuy nhiên các báo cáo còn chưa đầy đủ và
các chủng vi sinh vật gây bệnh (nam và vi khuẩn) chưa được đánh giá chỉ tiết và tạo hồ sơ kỹ thuật dé có thé trở thành chủng chuẩn phục vụ công tác kiểm định sàng lọc. Đối
với sâm Lai Châu, các nghiên cứu về lĩnh vực này lại hầu như chưa có. Trên cơ sở mối liên hệ ba yếu tố giống sâm - vị trí canh tác — tác nhân gây bệnh đã phân tích ở trên thì có thé dự đoán các tác nhân gây bệnh và mức độ biéu hiện bệnh ở giống sâm Lai Châu không giống như sâm Ngọc Linh, và do vậy cần được khảo sát và nghiên cứu cụ thé.
- Việc sàng lọc tìm kiếm các chủng vi sinh vật đối kháng với tác nhân gây bệnh, xác
định mức độ kiểm soát và tiễn tới xác định hoạt chất mang hoạt tính này cần được thực hiện sâu để phục vụ mục đích tạo chế phẩm sinh học phòng trị bệnh cho cây sâm, đặc biệt khi canh tác ở điều kiện trang trại.
Năm 2022, các điều kiện thời tiết bất thường như mưa nhiều, mưa đá đã ảnh hưởng trực tiếp đến cây sâm và dẫn đến bùng phát một số bệnh hại nghiêm trọng. Trong đọt dịch bùng phát năm nay, toàn tỉnh Kon Tum có khoảng 50.000 cây sâm Ngọc Linh bị bệnh gây thiệt hại hàng chục tỷ đồng. Kết quả giám định ban đầu các mẫu lá. củ sâm Ngọc Linh và
mẫu đất trồng sâm ở xã Ngọc Linh và Măng Ri (huyện Tu-Mơ-Rông, Kon Tum) đều phát
hiện nắm Puccinia sp trên lá; nam Rhizoctonia sp. trên củ sâm (theo thông tin chia sẻ từ Viện Dược liệu). Đối với sâm Lai Châu, canh tác sâm trong điều kiện trang trại ở Sapa cũng đang gặp phải một số bệnh hại, chưa được khảo sát và cũng chưa có phương pháp kiểm soát.
Nhu vậy, việc hiéu biết sâu sắc về bệnh hai do vi sinh vật gây ra trên các giống sâm
bản địa Ngọc Linh và Lai Châu cũng như các tác nhân gây bệnh có vai trò rất quan trọng,
giúp (i) nhanh chóng xác định được bệnh, nguồn gốc và cách thức lây lan, (ii) sàng lọc
chính xác các nguôn nguyên liệu sinh học để kiểm soát bệnh (trong đó có vi sinh vật). và
(iil) phát triên các sản pham sinh học đề áp dụng phòng bệnh. đạt hiệu quả cac.
11.3 Liệt kê danh mục các công trình nghién cứu, tài liệu có liên guan đến nhiệm vụ đã
trích dan khi đánh giá tổng quan
Tiếng Việt
Burgess LW, Knight TE, Tesoriero L, Phan HT (2009) Câm nang chân đoán bệnh cây ở Việt Nam.
Chuyên khảo ACIAR số 129a, 210 pp. ACIAR: Canberra.
Duong Tan Nhut (2014) Céng nghé sinh hoc trong nghiên cứu chon tạo giéng sâm Ngoc Linh. NXB. Dai học Quốc gia Hà Nội.
Đỗ Thị Hà, Trần Thị Kim Hương, Phạm Quang Tuyến, Nguyễn Minh Khởi, Lê Thị Loan, Vũ Thị Diệp (2018) Nghiên cứu đặc điểm hình thái và vi học phục vụ xây dựng tiêu chuẩn cơ sở dược liệu sâm Lai
Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus). Tạp chí Dược hoc 58(8):21-25.
Lê Xuân Vi (2021) Báo cáo đề tài KHCN cấp tỉnh: Nghiên cứu ứng dụng biện pháp sinh học để quản lý sâu bệnh hại đến cây Sâm Ngọc Linh tại Quảng Nam.
Lương Thị Hoan, Phan Thị Hương Trà, Hoàng Thị Như Nụ, Lê Việt Dũng, Dương Thị Phúc Hậu, Nguyễn Đăng Minh Chánh (2017). Nghiên cứu tổng quan nhân giống sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.). Tap chí Khoa học Lâm nghiệp 4: 26-37.
Nguyễn Minh Khởi và cs. (2018) Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước: Khai thác phát triển nguồn
gen sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
Nguyễn Tập (2005) Các loài thuộc chỉ Panax L. ở Việt Nam. Tạp ehí Dược liệu 10(3): 71-76.
Nguyễn Thượng Dong (2007) Sâm Việt Nam và một số cây thuốc họ Nhân sâm. NXB Khoa học và Kỹ
thuật.
Phan Thuý Hiền và cs. (2016) Báo cáo kết quả đề tài KHCN cấp Nhà nước: Nghiên cứu phát triển trồng
13
sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) ở một số khu vực có điều kiện sinh thái tự nhiên núi
Ngọc Linh.
Phạm Quang Tuyến và cs. (2022) Nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống và trồng cây Sâm Lai Châu
(Panax vietnamensis var. fuscidiscus K. Komatsu, S.Zhu & S.Q.Cai). Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia, đề tài KHCN Mã số 17029/2020.
Phan Kế Long, Vũ Đình Duy, Phan Kế Lộc, Nguyễn Giang Sơn, Nguyễn Thị Phương Trang, Lê Thị Mai
Linh & Lê Thanh Sơn (2013). Mối quan hệ di truyền của các mẫu sâm thu ở Lai Châu trên cơ sở phân tích trình tự nucleotide vùng matK và ITSrDNA. Tạp chí Công nghệ sinh học 12(2): 327-337.
Trần Thị Hoa, Nguyễn Thị Hồng Hà, Lương Văn Hào, Phạm Bích Ngọc, Chu Hoàng Hà, Đỗ Tiến Phát
(2020) Nghiên cứu đặc điểm sinh học của một số chủng vi sinh vật có hoạt tính kháng nâm phân lập từ cây sâm Ngọc Linh. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quéc 2020, 364-370.
Trịnh Bá Hoạt, Mai Văn Quân, Ngô Quang Huy, Lê Quang Mẫn, Nguyễn Thành Chung, Hoàng Văn Chất, Vũ Văn Long (2020) Báo cáo đề tài KHCN cấp tỉnh: Nghiên cứu phòng trừ sâu bệnh trên cây Sâm Ngọc Linh.
Trương Thị Chiên, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Xuân Cảnh, Nguyễn Ngọc Lan, Nguyễn Thị Hiền,
Trần Bảo Trâm (2019) Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn có hoạt tính khang Erwinia carotovora từ
dat trồng sâm Ngọc Linh tại Quang Nam. Tap chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 61(12).
https://nongnghiep.vn/xac-dinh-nguyen-nhan-sam-ngoc-linh-chet-hang-loat-d327028.html
Tiéng Anh
Arasu MV, Duraipandiyan V, Agastian P, Ignacimuthu S (2009) Jn vitro antimicrobial activity of Streptomyces spp. ERI-3 isolated from Western Ghats rock soil (India). Journal de Mycologie Médicale, 19(1): 22-28.
Bai R (2009) Identification of the pathogen of Panax quinquefolius powdery mildew. J. Fung. Res.7(3/4):
167-179.
Bloemberg GV, Lugtenberg BJ (2001) Molecular basis of plant rowth promotion and biocontrol bv rhizobacteria. Curr. Opin. Plant. Biol. 4:343-350.
Chandler D, Bailey AS, Tatchell GM, Davidson G, Greaves J, Grant WP (2011). The development, regulation and use of biopesticides for integrated pest management. Philos. Trans. Royal Soc. B 366(1573):1987-98.
Chen JL, Sun SZ, Miao CP, Wu K, Chen YW, Xu LH, Zhao LX (2016b) Endophytic Trichoderma gamsii YIM PH30019: a promising biocontrol agent with hyperosmolar, mycoparasitism, and antagonistic
activities of induced volatile organic compounds on root-rot pathogenic fungi of Panax notoginseng. J.
Ginseng Res. 40(4): 315-324.
Chen X, Hu LF, Huang XS, Zhao LX, Miao CP, Chen YW, Li YQ (2019) Isolation and characterization of new phenazine metabolites with antifungal activity against root-rot pathogens of Panax notoginseng from Streptomyces. J. Agr. Food Chem. 67(41):11403-11407.
Chen X, Zou JM, Li L, Bao K, Zhao, Miao CP, Zhao LX, Chen YW, Li YQ (2021) Cyclic peptide secondary metabolites with antifungal activity against root-rot pathogens of Panax notoginseng produced by Streptomyces yatensis. Chem. Nat. Compd. 5T:1 181—1183.https://doi.org/10.1007/s10600-021-03582-w Chen, JL., Liu, K., Miao, CP. et ai. (2016a) Salt tolerance of endophytic Trichoderma koningiopsis YIM PH30002 and its volatile organic compounds allelopathic activity against phytopathogens associated with Panax notoginseng. Ann.Microbiol.66:98 1-990. https://doi.org/10.1007/s13213-015-1171-5
Cho KM, Hong SY, Lee SM, Kim YH, Kahng GG, Lim YP, ef al. (2007) Endophytic bacterial communities in ginseng and their antifungal activity against pathogens. Microb. Ecol. 54(2):341-51.
Cho SE, Park MJ, Choi GS, Park JH, Shin HD (2016) Powdery mildew caused by an Erysiphe sp. on Korean Ginseng. J. Phytopathol. 164(5): 337-341.
Chowdhury MDEK, Bae H (2018). Bacterial endophytes isolated from mountain-cultivated ginseng (Panax ginseng Mayer) have biocontrol potential against ginseng pathogens. Biol. Control 126:97-108.
ô
“
14
Dhanasekaran D, Thajuddin N, Panneerselvam A (2012) Applications of actinobacterial fungicides in agriculture and medicine. In: Fungicides for Plant and Animal Diseases, eds. by Dhanasekaran D et al. pp 29-54. In Tech, Rijeka.
Durairaj K, Velmurugan P, Park JH, Chang WS, Park YJ, Senthilkumar P, Oh BT (2018) An investigation
of biocontrol activity Pseudomonas and Bacillus strains against Panax ginseng root rot fungal
phytopathogens. Biol. Control 125:138-146.
Fan ZY, Miao CP, Qiao XG, Zheng YK, Chen HH, Chen YW, Guan HL (2016) Diversity, distribution, and antagonistic activities of rhizobacteria of Panax notoginseng. J. Ginseng Res. 40(2):97-104.
Farr DF, Rossman AY (2015) Fungal databases. Systematic Mycology & Microbiology Laboratory, ARS, USDA. In- ternet resource: http://nt.ars grin.gov/fungaldatabases/ (verified Jan 13, 2015).
Felsenstein J (1985) Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap. Evolution 39:
783-791.
Jin Y, Jiang S, Jiang X (2018) Occurrence of root rot of Panax notoginseng caused by Fusarium oxysporum in China. Int. J. Agr. Biol. 20(10): 2175-2180.
Kalia A, Gosal SK (2011) Effect of pesticide application on soil microorganisms. Arch. Agron. Soil Sci 57:569-596.
Lee SG (2004) Fusarium species associated with ginseng (Panax ginseng) and their role in the root-rot of ginseng plant. Res. Plant Dis.10(4):248-259.
Li X, Wang J, Wang K (2019) Screening and identification of an antagonistic strain against phytopathogen and its antipathogenic activity. J. Northeast Forestry University, 47(9):91-95.
Ma L, Cao YH, Cheng MH, Huang Y, Mo MH, Wang Y, et al. (2013) Phylogenetic diversity of bacterial endophytes of Panax notoginseng with antagonistic characteristics towards pathogens of root-rot disease complex. Antonie Van Leeuwenhoek 103(2):299- 312.
Magaldi S, Mata-Essayag S, De Capriles CH, Perez C, Colella MT, Olaizola C, Ontiveros Y (2004) Well diffusion for antifungal susceptibility testing. Jnr. J. Infect. Dis. 8: 39-45.
Narayanasamy P (2011) Detection of fungal pathogens in plants. In: Microbic! Piant Pathogens-Detection and Disease Diagnosis. Springer Netheriands, pp. 5-199.
Putnam ML, Du Toit LJ (2003) First report of alternaria blight caused by Alternaria panax on ginseng (Panax quinquefolius) in Oregon and Washington, USA. Plant Pathol. 52(3).
Ryu H, Park H, Suh DS, Jung GH, Park K, Lee BD (2014) Biological control of Colletotrichum panacicola on Panax ginseng by Bacillus subtilis HK-CSM-1. J. Ginseng Res. 38(3): 215-219.
Sun Z, Yang L, Zhang L, Han M (2018) An investigation of Panax ginseng Meyer growth promotion and the biocontrol potential of antagonistic bacteria against ginseng black spot. J. Ginseng Res. 42(3): 304-311.
Wang CH, Shang WJ, Wang Q, Fan SH, Subbarao KV, Xu XM, Hu XP (2021) White rot of Panax quinquefolius caused by Sclerotinia nivalis. Plant Pathol. 70(9): 2034-2045.
Wei JG, Chen YX, Wu JH (1989) Studies on identification of pathogens of tiangi [Panax notoginseng]
anthracnose and its biological characteristics. J. Guangxi Agr. College, 8(1):25-33.
Weisburg WG, Barns SM, Pelletier DA, Lane DJ (1991) 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. J. Bacteriol. 173(2):697-703.
EPS
Xiao C, Yang L. Zhang L, Liu C, Han M (2016) Effects of cultivation ages and modes on microbial diversity in the rhizosphere soil of Panax ginseng. J. Ginseng Res. 40:28-37.
Xu X, Zhao Y, Bao K, Miao C, Zhao L, Chen Y, Li Y (2022) Purification and characterization of anti- phytopathogenic fungi angucyclinone from soil-derived Streptomyces cellulosae. Folia Microbiol. 67(3):517-522.